авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Обоснование и разработка процессов и машин для раздельной уборки льна-долгунца

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи








ЗИНЦОВ Александр Николаевич

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ И МАШИН ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ УБОРКИ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА





05.20.01 Технологии и средства механизации сельского хозяйства



Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук















Москва 2007

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Костромская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО КГСХА)


Научный консультант: академик РАСХН,

доктор технических наук,

профессор

Лачуга Юрий Федорович


Официальные оппоненты: член-корреспондент РАСХН,

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Горбачев Иван Васильевич


член-корреспондент РАСХН,

доктор технических наук,

профессор, заслуженный изобретатель РФ

Черников Виктор Григорьевич


доктор технических наук, профессор

Корабельников Ростислав Васильевич


Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский НИИ механизации сельского хозяйства» (ВИМ)

Защита состоится «25» февраля 2008 г. в 13.00 на заседании диссертационного совета Д220.044.01 при ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 58.



С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГАУ.



Автореферат разослан «___» ____________ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук,

профессор А.Г. Левшин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность работы. Лен — национальное достояние России, исторически являющийся важной статьей дохода в агропромышленном секторе. Отличительной особенностью льна-долгунца является возможность использования всего биологического урожая в различных отраслях народного хозяйства.

Однако в современных условиях происходит спад производства льна. Это явление обусловлено, прежде всего, высокой себестоимостью возделывания льна-долгунца и низкими закупочными ценами на льнопродукцию. Экономическая целесообразность производства льна-долгунца зависит от качества и урожайности продукции, которые формируются в процессе возделывания льна и, главным образом, при реализации уборочных процессов.



В такой ситуации повышение качества и сбора продукции является приоритетным направлением развития льняной отрасли. Для успешной реализации поставленной задачи льноводству нужны дешевые, экономически высокопроизводительные машины, объединяющие целый ряд технологических операций, специально направленных на сохранение и повышение качества льносемян и тресты.

Одним из наиболее эффективных направлений в повышении качества и снижении себестоимости продукции является применение технологии раздельной уборки льна.

Вместе с тем практическое использование раздельной уборки льна сдерживается отсутствием надежных машин для ее реализации и зависимостью этой технологии от погодных условий. Сложность механизации технологических процессов обусловлена многообразием и случайным характером условий функционирования технических средств. Решение проблемы обоснования и разработки процессов и машин для реализации технологии раздельной уборки льна-долгунца актуально и имеет важное народнохозяйственное значение.

Цель исследования. Повышение эффективности технологии раздельной уборки льна-долгунца путем обоснования и разработки технологических процессов и машин, направленных на повышение качества и увеличение сбора льнопродукции.

Объект исследования. Технологические процессы машин для реализации технологии раздельной уборки льна-долгунца.

Предмет исследования. Параметры технологических процессов и режимов функционирования рабочих органов машин для реализации технологии раздельной уборки льна-долгунца.

Методы исследования. Основаны на применении современных технических средств и измерительных приборов; использованы системный подход, математическое моделирование процессов, методы математической статистики, корреляционно-спектрального анализа и аналитический аппарат.

Научная новизна. Разработаны технологические процессы и средства механизации, повышающие качество и увеличивающие сбор продукции при реализации технологии раздельной уборки льна-долгунца, получена теоретическая закономерность движения стеблей льна в процессе их принудительного расстила на поверхность поля, аналитически спрогнозированы возможные потери семенной части урожая при работе гребневого очесывающего аппарата подборщика-очесывателя, получены аналитические зависимости для расчета основных параметров устройства ориентирования ленты льна перед очесывающим аппаратом, разработана теория комлеподбивания стеблей в ленте при ее оборачивании с учетом случайного характера входных процессов, а также номограмма для определения основных параметров комлеподбивающего конвейера комлеподбивателя наклонного типа, получены математические модели технологических процессов раздельной уборки льна и результаты производственных испытаний технологии раздельной уборки льна-долгунца с применением разработанных технологических процессов и комплекса машин для их реализации.

Практическая ценность работы. Получены технологические процессы плющения стеблей растений, расстила ленты льна на поверхность поля, ориентирования ленты льна перед очесывающим аппаратом, комлеподбивания стеблей в ленте при ее оборачивании, обеспечивающие повышение эффективности технологии раздельной уборки льна-долгунца, новые рабочие органы и машины для их реализации. Практические рекомендации по применению интегральной комбинированной технологии с использованием технологии раздельной уборки.

Результаты производственных испытаний технологии раздельной уборки льна-долгунца свидетельствуют о высокой эффективности разработанных технологических процессов и машин для их реализации.

На защиту выносятся. Технологические процессы и средства механизации, повышающие качество и увеличивающие сбор льнопродукции при реализации технологии раздельной уборки льна-долгунца, теоретические закономерности и математические модели технологических процессов, результаты производственных испытаний технологии раздельной уборки льна-долгунца.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: Международной научно-практической конференции «Высокоэффективные технологии производства и переработки льна» (Вологда, 2002 г.), Международной научно-практической конференции «Инновационная привлекательность льняного комплекса России» (Вологда, 2003 г.), Международных и Межвузовских научно-практических конференциях Ивановской ГСХА (1991, 1993, 1995 гг.), Костромской ГСХА (1993-1995, 1997-2000, 2002, 2004, 2005 гг.), Ярославской ГСХА (1994, 2002, 2004 гг.), заседании Общероссийского научного семинара по «Научным проблемам агропромышленной переработки лубоволокнистых материалов» (Кострома, 2004 г.). Результаты работы демонстрировались на Всероссийских выставках-ярмарках «Российский лен» (Вологда, 1998-2006 гг.), Российских агропромышленных выставках «Золотая осень» (Москва, ВВЦ, 2000-2005 гг.). Работа удостоена Первой премии администрации Костромской области (2000 г.), отмечена Серебряной медалью и Дипломом II степени 6-ой Российской агропромышленной выставки «Золотая осень» (Москва, ВВЦ, 2004 г.), Золотой медалью и Дипломом I степени 7-ой Российской агропромышленной выставки «Золотая осень» (Москва, ВВЦ, 2005 г.).

Результаты теоретических и экспериментальных исследований реализованы в конструкциях макетных образцов машин для раздельной уборки льна и переданы в ВНИПТИМЛ, ОАО «Костромское СКБТМ», ОАО «Нагорьевская сельхозтехника», ОАО «Тверьсельмаш», ОАО «Бежецксельмаш» для разработки технической документации и изготовления теребилки-плющилки льна ТПЛ-4К, подборщика-очесывателя ПОЛ-1,5К, оборачивателя-комлеподбивателя ОКП-1,5К и устройства для принудительного расстила ленты к льноуборочным комбайнам ЛК-4А.

Результаты исследований по теме диссертации апробированы в колхозе «Родина» Красносельского района, ОАО им. М. Горького Нерехтского района и СПК «Расловское» Островского района Костромской области. Механизированные комплексы, изготовленные в ОАО «Костромское СКБТМ», ОАО «Нагорьевская сельхозтехника» и ОАО «Бежецксельмаш», работают в Костромской, Ярославской, Вологодской, Новосибирской, Нижегородской, Тверской областях, на Алтае и Республике Беларусь. В общей сложности указанными организациями выпущено: 61 подборщик-очесыватель ПОЛ-1,5К, 31 теребилка-плющилка ТПЛ-4К и 16 оборачивателей-комлеподбивателей ОКП-1,5К.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано сорок пять печатных работ, из них семь — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, одна монография, получены двенадцать патентов РФ на изобретения и одно свидетельство РФ на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов и списка литературы. Работа изложена на 288 страницах компьютерного текста, включая 27 таблиц, 94 рисунка. Список литературы включает 212 источников. В пяти приложениях приведены копии патентов на изобретения, документы, отражающие уровень практического использования результатов исследований, копии протоколов приемочных испытаний Белорусской и Калининской машиноиспытательных станций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ


Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследований, раскрываются научная новизна и практическая значимость работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследований» с учетом выполненного анализа установлена необходимость в обосновании и разработке технологических процессов и машин для раздельной уборки льна-долгунца, обеспечивающих повышение качества и увеличение сбора льнопродукции.

Научной основой для изучения существующих технологий уборки льна и наиболее значимых технологических процессов и машин для их реализации послужили труды М.М. Ковалева, В.Г. Черникова, М.И. Шлыкова, М.М. Труша, М.Н. Шрейдера, В.П. Понажева, Ю.Ф. Лачуги, Н.И. Кленина, Б.А. Позднякова, И.М. Махова, Н.А. Смирнова, Н.Ф. Диденко., Л.В. Родионова, Г.А. Хайлиса, В.М. Луценко, Н.Н. Быкова, В.И. Смирнова, И.В. Баранова, А.Б. Лурье, В.Г. Озерова, Б.П. Можарова, В.И. Соснова, В.Н. Бухаркина, В.Г. Жукова, Ф.М. Карпунина, П.Ф. Прибыткова, Е.Л. Пашина, Р.А. Ростовцева, А.А. Чернышкова, И.П. Карпец, М.М. Боярченковой, И.Н. Болотова, П.К. Кондрашука, Р.И. Моториной, В.Н. Аносова, А.М. Ипатова и др.

Анализ научных исследований показал, что наиболее эффективным направлением в повышении рентабельности льноводства является интегральная комбинированная технология, которая предполагает начинать уборку в ранней желтой спелости льна по раздельной технологии (до 70% площадей) для получения высококачественного волокна с подключением в желтой спелости комбайновых агрегатов для получения семенного материала.

Наибольшее влияние на показатели работы льноуборочных машин оказывают условия их функционирования, которые во многом обусловлены качеством разостланных лент стеблей. Из-за наличия различных дефектов лент потери стеблевой массы при комбайновой уборке могут достигать 19 %, а при раздельной технологии к тому же еще добавляются потери семенной части урожая (так же до 19 %). Большинство указанных дефектов возникает по вине пассивно работающего расстилочного щита льноуборочных машин.





В условиях росяной мочки процесс вылежки стебля в тресту происходит под воздействием грибной и бактериальной микрофлоры, активное развитие которой возможно только на мертвом, то есть высушенном стебле. Пашин Е.Л. констатирует, что если подсушенные стебли становятся трестой за 15…30 дней, то без подсушки продолжительность вылежки увеличивается до 40 дней.

Одним из наиболее эффективных путей «умерщвления» растений является их плющение при выполнении уборочных процессов. Исследованиями Н.Н. Быкова, Р.И. Моториной, М.М. Боярченковой, М.М. Ковалева установлено, что плющение стеблей льна при уборке комбайнами обеспечивает повышение качества волокнистой продукции и сокращает сроки ее приготовления. Вместе с тем, результаты исследований, проведенных в Волынской области в 1994…1996 годах Г.А. Хайлисом, показали, что эти преимущества могут быть распространены также и на раздельную уборку. Однако, процесс плющения стеблей при реализации указанной технологии до сих пор не исследован.

Основной фазой раздельной уборки льна-долгунца является отделение семенной части урожая от стеблей подборщиками-очесывателями. Исследованиями этого технологического процесса в льноуборочных комбайнах занимались М.И. Шлыков, П.Ф. Прибытков, Г.А. Хайлис, Б.П. Можаров, В.Н. Бухаркин, А.Б. Лурье, В.Г. Озеров, Н.Н. Быков. Они установили, что чистота очеса и отход стеблей в путанину во многом зависят от взаимного расположения очесывающего аппарата и ленты льна. Однако, вопрос оптимальности взаимного расположения указанных объектов нуждается в дополнительном исследовании и обосновании применительно к подборщику-очесывателю.

Растянутость или продольный сдвиг стеблей льна относительно друг друга в ленте (слое) формируется под воздействием рабочих органов льноуборочных машин. По данным Черникова В.Г. повышенная растянутость стеблей в слое приводит к снижению выхода длинного волокна на 5…6 %. Основным направлением в решении указанной проблемы является введение процесса комлеподбивания слоя стеблей в мобильных средствах механизации при проведении уборочных операций в тот период времени, когда стебли менее повреждены и не перепутаны. Осуществлять комлеподбивание целесообразно в потоке стеблевой массы наклонным комлеподбивателем проходного (конвейерного) типа при выполнении оборачивания лент льна в процессе приготовления тресты.

Условия функционирования оборачивателей и физико-механические свойства стеблевой массы отличаются существенной неоднородностью. Кроме того, в процессе подбора лент льна с поверхности поля имеют место случайные ошибки копирования ленты подбирающим рабочим органом. Следовательно, при входе в комлеподбиватель оборачивателя процесс изменения положения слоя стеблей относительно комлеподбивающей поверхности (КП) будет носить так же случайный характер. Причем от того, как подана лента стеблей в комлеподбиватель, зависит количество нанесенных по комлям ударов.

В соответствии с вышеизложенным, для более эффективного устранения растянутости стеблей в ленте при ее оборачивании необходимо определить оптимальную скорость и количество ударов КП по комлевой части слоя, разработать конструкцию, обосновать параметры и режимы работы наклонного комлеподбивателя конвейерного типа. При этом следует учесть случайный характер входных процессов.

В результате проведенного анализа состояния вопроса сформулированы следующие основные задачи исследований:

– обосновать технологические процессы и машины, обеспечивающие повышение качества и увеличение сбора льнопродукции;

– разработать технические решения средств механизации для реализации технологических процессов раздельной уборки льна;

– разработать теоретические основы применения технологических процессов принудительного расстила лент стеблей, ориентирования ленты льна перед очесывающим аппаратом, комлеподбивания стеблей в ленте при ее оборачивании;

– исследовать технологические процессы с целью обоснования основных параметров конструкций и режимов работы плющильного аппарата, устройства для ориентирования ленты льна перед очесывающим аппаратом, устройства для комлеподбивания стеблей в ленте;

– определить экономическую и энергетическую оценку технологии раздельной уборки льна-долгунца с применением новых технологических процессов и машин для их реализации.

Решение перечисленных задач исследований, направленных на повышение эффективности технологии раздельной уборки льна, на наш взгляд, вносит значительный вклад в развитие отрасли льноводства агропромышленного сектора экономики РФ.

Во второй главе «Обоснование выбора схем и рабочих органов машин для реализации технологии раздельной уборки льна-долгунца» приведены результаты поиска технологических схем и рабочих органов, на основании которых в Костромской ГСХА создан комплекс машин для реализации раздельной уборки льна-долгунца, включающий теребилку-плющилку ТПЛ-4К, подборщик-очесыватель ПОЛ-1,5К и оборачиватель-комлеподбиватель ОКП-1,5К. Все машины имеют рабочие органы, которые позволят повысить качество и сбор урожая, а также снизить зависимость раздельной уборки от погодных условий.

Например, теребилка ТПЛ-4К имеет теребильную часть от льноуборочного комбайна ЛК-4А, что делает возможность применения первой фазы раздельной уборки по погодным условиям на уровне применимости комбайнового способа. ТПЛ-4К содержит устройство для плющения комлевой части стеблей, что повысит качество волокнистой продукции и сократит сроки ее приготовления. Предложен новый способ плющения, суть которого заключается в переориентации стебля между плющильными вальцами, вращающимися с разными окружными скоростями, что наносит большее количество повреждений кутикулы и слоя воска, предохраняющих растение от испарения влаги. Теребилка ТПЛ-4К в полтора раза легче льноуборочного комбайна ЛК-4А (без учета тракторного прицепа), а значит, она более применима на увлажненных полях.

В конструкции подборщика-очесывателя ПОЛ-1,5К применен очесывающий аппарат гребневого типа. Такие аппараты широко проверены на льне любой спелости и влажности. Использование указанного рабочего органа приближает возможность применения раздельной уборки по погодным условиям к уровню применимости комбайновой технологии. Устройство для ориентирования ленты льна (далее, ориентирующее устройство – ОУ), кинематически связанное с передвижным очесывающим аппаратом, позволяет снизить требования к точности копирования ленты при ее подборе, увеличить сбор урожая и повысить производительность подборщика-очесывателя.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.